(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両前後方向に延びるフレームの外側面に、互いに直交する３対の面を有するタンクを取り付けるタンクの取付装置であって、
前記フレームの外側面に固定される矩形形状の背板、前記背板の車両前後方向の両端から車幅外方へと延びて前記タンクを挟持する一対の側板、及び、前記一対の側板の下端を連結しつつ前記タンクの底面を受ける底板を含み、車両前後方向から見て、車幅内方に位置する下方の隅部が切欠き形成された受け部材と、
前記背板の上端に固定され、前記底板に載置された前記タンクの車幅内方に位置する部分の上面を下方に向けて押える押下部材と、
前記底板の上面に貼り付けられ、車幅外方に位置する部分の厚さが車幅内方に位置する部分の厚さよりも厚くなっている第１の弾性部材と、
前記押下部材の下面に貼り付けられた第２の弾性部材と、
前記底板に載置された前記タンクの車幅外方に位置する部分の上面を前記底板方向に向けて押圧するストラップと、
を含んで構成され、
前記第１の弾性部材の上面と前記第２の弾性部材の下面との間隔が前記タンクの高さより小さくなっていることを特徴とするタンクの取付装置。
【請求項２】
前記ストラップの内面に、第３の弾性部材が貼り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のタンクの取付装置。
【請求項３】
前記一対の側板の対向する内面に、第４の弾性部材が夫々貼り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタンクの取付装置。
【請求項４】
前記タンクは、高さ及び奥行きに対して幅が小さな形状を有し、前記フレームの外側面に、その奥行きが車幅方向に沿った状態で取り付けられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載のタンクの取付装置。
【請求項５】
前記タンクは、排気中の窒素酸化物を還元反応により浄化する排気浄化装置で使用する液体還元剤又はその前駆体を貯蔵することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載のタンクの取付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フレームの外側面に各種タンクを取り付けるための取付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラックなどの大型車両においては、車両レイアウトの都合上、高さ及び奥行きに対して幅が小さな略直方体形状のタンクを、車両前後方向に延びるフレームの外側面に、その奥行きが車幅方向に沿った状態で取り付ける場合がある。このようなタンクを取り付ける技術として、本出願人は、特開２００５−３０７９６８号公報（特許文献１）に記載されるような取付装置を提案した。この取付装置は、鉛直上方及び車幅外方のみが開口する略直方体形状の容器受け部材をフレームの外側面に固定し、容器受け部材に載置されたタンクを車幅方向に配置された一対のストラップにより鉛直下方に押圧して固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０７９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する尿素ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）システム（排気浄化装置）においては、還元剤前駆体としての尿素水溶液を貯蔵するタンクを定期的に点検・整備する必要がある。しかし、大型車両、特にトラックでは、タンクの上方に荷台があるため、車幅内方に位置するストラップの着脱が困難であり、タンクを車体から取り外したり取り付ける作業に多大の労力及び時間がかかっていた。
【０００５】
そこで、本発明は従来の問題点に鑑み、従来技術と同等のタンク固定強度を確保しつつ、タンクの着脱作業を容易にした、タンクの取付装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このため、本発明では、車両前後方向に延びるフレームの外側面に、互いに直交する３対の面を有するタンクを取り付けるタンクの取付装置は、フレームの外側面に固定される矩形形状の背板、背板の車両前後方向の両端から車幅外方へと延びてタンクを挟持する一対の側板、及び、一対の側板の下端を連結しつつタンクの底面を受ける底板を含み、車両前後方向から見て、車幅内方に位置する下方の隅部が切欠き形成された受け部材と、背板の上端に固定され、底板に載置されたタンクの車幅内方に位置する部分の上面を下方に向けて押える押下部材と、底板の上面に貼り付けられ、車幅外方に位置する部分の厚さが車幅内方に位置する部分の厚さよりも厚くなっている第１の弾性部材と、押下部材の下面に貼り付けられた第２の弾性部材と、底板に載置されたタンクの車幅外方に位置する部分の上面を底板方向に向けて押圧するストラップと、を含む。そして、第１の弾性部材の上面と第２の弾性部材の下面との間隔がタンクの高さより小さくなっている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、従来技術と同等のタンク固定強度を確保しつつ、タンクの着脱作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】尿素ＳＣＲシステムを搭載したディーゼルエンジンの概要図
【図２】還元剤タンクの詳細を示す斜視図
【図３】取付装置の詳細を示す斜視図
【図４】取付装置により還元剤タンクを取り付けた様子を示す斜視図
【図５】受け部材に還元剤タンクを設置する手順を示し、（Ａ）〜（Ｃ）は第１〜第３手順の説明図
【図６】受け部材に対する還元剤タンクの固定状態の説明図
【図７】車両前後方向の振動などを吸収する仕組みを示し、（Ａ）は従来技術の説明図、（Ｂ）は本技術の説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、尿素ＳＣＲシステムを搭載したディーゼルエンジンの概要を示す。
ディーゼルエンジン１０の吸気マニフォールド１２に接続された吸気管１４には、吸気流通方向に沿って、吸気中の埃などを濾過するエアクリーナ１６、吸気を過給するターボチャージャ１８のコンプレッサ１８Ａ、コンプレッサ１８Ａを通過した吸気を冷却するインタークーラ２０、吸気脈動を平滑化する吸気コレクタ２２がこの順番で配設される。
【００１０】
一方、ディーゼルエンジン１０の排気マニフォールド２４に接続された排気管２６には、排気流通方向に沿って、ターボチャージャ１８のタービン１８Ｂ、連続再生式ディーゼルパティキュレートフィルタ（Diesel Particulate Filter、以下「ＤＰＦ」という）装置２８、還元剤前駆体としての尿素水溶液を噴射供給する噴射ノズル３０、尿素水溶液から生成されるアンモニアを使用してＮＯｘを選択還元浄化するＳＣＲ触媒３２、ＳＣＲ触媒３２を通過したアンモニアを酸化させる酸化触媒３４がこの順番で配設される。連続再生式ＤＰＦ装置２８は、少なくともＮＯ（一酸化窒素）をＮＯ2（二酸化窒素）へと酸化させるＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）２８Ａと、ＰＭ（Particulate Matter）を捕集除去するＤＰＦ２８Ｂと、を有する。なお、ＤＰＦ２８Ｂの代わりに、その表面に触媒（活性成分及び添加成分）を担持させたＣＳＦ（Catalyzed Soot Filter）を使用することもできる。
【００１１】
還元剤タンク３６に貯蔵された尿素水溶液は、ポンプ及び流量制御弁が内蔵された還元剤添加ユニット３８を介して、噴射ノズル３０に供給される。ここで、還元剤添加ユニット３８としては、ポンプが内蔵されたポンプモジュールと、流量制御弁が内蔵されたドージングモジュールと、に２分割されていてもよい。
【００１２】
連続再生式ＤＰＦ装置２８と噴射ノズル３０との間に位置する排気管２６には、ＳＣＲ触媒３２の活性状態を把握するため、排気の温度（排気温度）を測定する温度センサ４０が取り付けられる。温度センサ４０の出力信号は、コンピュータを内蔵した還元剤添加コントロールユニット（ＤＣＵ：Dosing Control Unit）４２に入力される。また、ＤＣＵ４２は、エンジン運転状態としての回転速度及び負荷を任意の時点で読み込み可能とすべく、ＣＡＮ（Controller Area Network）などの車載ネットワークを介して、ディーゼルエンジン１０を電子制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：Engine Control Unit）４４と通信可能に接続される。そして、ＤＣＵ４２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）などの不揮発性メモリに記憶された制御プログラムを実行することで、排気温度、回転速度及び負荷に応じて還元剤添加ユニット３８のポンプ及び流量制御弁を電子制御する。
【００１３】
ここで、ディーゼルエンジン１０の負荷としては、例えば、燃料噴射量、吸気流量、吸気圧力、過給圧力、アクセル操作量などトルクと密接に関連する状態量を使用することができる。また、ディーゼルエンジン１０の回転速度及び負荷は、ＥＣＵ４４から読み込む代わりに、公知のセンサを使用して直接検出するようにしてもよい。
【００１４】
かかる排気浄化装置において、ディーゼルエンジン１０の排気は、排気マニフォールド２４、ターボチャージャ１８のタービン１８Ｂを経て、連続再生式ＤＰＦ装置２８のＤＯＣ２８Ａに導入される。ＤＯＣ２８Ａに導入された排気は、ＮＯがＮＯ2へと酸化されつつＤＰＦ２８Ｂへと流れる。ＤＰＦ２８Ｂでは、排気中のＰＭが捕集されると共に、ＤＯＣ２８Ａにより生成されたＮＯ2を使用してＰＭが連続的に酸化（焼却）される。
【００１５】
また、エンジン運転状態に応じて噴射ノズル３０から噴射供給（添加）された尿素水溶液は、排気熱及び排気中の水蒸気を使用して加水分解され、還元剤として機能するアンモニアへと転化される。このアンモニアは、ＳＣＲ触媒３２において排気中のＮＯｘと選択還元反応し、無害なＨ2Ｏ（水）及びＮ2（窒素）へと浄化されることは知られたことである。このとき、ＤＯＣ２８ＡによりＮＯがＮＯ2へと酸化され、排気中のＮＯとＮＯ2との比率が選択還元反応に適したものに改善されるため、ＳＣＲ触媒３２におけるＮＯｘ浄化率を向上させることができる。一方、ＳＣＲ触媒３２を通過したアンモニアは、その排気下流に配設された酸化触媒３４により酸化されるので、アンモニアがそのまま大気中に放出されることを抑制できる。
【００１６】
還元剤タンク３６は、図２に示すように、本体の高さＨ及び奥行きＤに対して幅Ｗが小さな略直方体形状、即ち、互いに直交する３対の面を有し、車幅方向にその奥行きＤが配置されるものである。そして、車幅外方に位置する側面の上部には、尿素水溶液を補充するための補充口３６Ａが取り付けられる一方、車幅内方に位置する側面から所定距離だけ隔てた上面には、還元剤タンク３６を搬送するときなどに把持する取手３６Ｂが取り付けられる。また、還元剤タンク３６の上面には開口部が形成され、これを閉塞するように、ボルトなどの締結部材により天蓋３６Ｃが着脱可能に取り付けられる。天蓋３６Ｃには、少なくとも、尿素水溶液の供給口３６Ｄ及び戻り口３６Ｅ、冷却水を内部に循環させて凍結を抑制するための冷却水の入口３６Ｆ及び出口３６Ｇ、内部の上部空間が負圧とならないように大気開放する開放口３６Ｈなどが形成されると共に、尿素水溶液の濃度及び残量を測定するセンサ（図示せず）の基部が固定される。天蓋３６Ｃには、ボルトなどの締結部材により、センサの基部を保護するためのカバー３６Ｉが着脱可能に取り付けられる。さらに、車幅外方から目視可能な側面には、補充口３６Ａから尿素水溶液を補充するときに、その水位から補充状態を把握するための透明部を有する液面計３６Ｊが取り付けられる。
【００１７】
次に、図３を参照して、車両のフレームを構成するサイドレール４６の外側面に、還元剤タンク３６を取り付けるための取付装置４８について説明する。
サイドレール４６の車幅外方を向く外側面には、ボルトなどの締結部材を介して、還元剤タンク３６を車両前後方向から挟持しつつ受けるべく、鉛直上方及び車幅外方が開口した略直方体形状の受け部材４８Ａが固定される。受け部材４８Ａは、サイドレール４６の外側面に固定される略矩形形状の背板Ａと、背板Ａの車両前後方向に位置する両端から車幅外方へと向かって夫々延び、還元剤タンク３８を挟持する一対の側板Ｂと、一対の側板Ｂの下端同士を連結しつつこれよりも車幅外方まで延び、還元剤タンク３６の下面を受ける底板Ｃと、を有する。受け部材４８Ａの車幅内方かつ下方に位置する隅部には、底板Ｃに載置された還元剤タンク３６の下方隅部が受け部材４８Ａから逃げるように、車両前後方向から見て、略円弧形状をなす部分を有する切欠き４８Ｂが形成される。また、一対の側板Ｂの相対向する内面の少なくとも一部には、ここに挟持された還元剤タンク３６を弾性挟持すべく、例えば、ラバーなどの弾性部材４８Ｃ（第４の弾性部材）が貼り付けられる。
【００１８】
受け部材４８Ａの背板Ａには、車幅内方に対する還元剤タンク３６の位置決めをすべく、略ハット形状の断面を有する第１の位置決め部材４８Ｄが取り付けられる。また、受け部材４８Ａの底板Ｃには、車幅外方に対する還元剤タンク３６の位置決めをすべく、底板Ｃの車幅外方に位置する外端部から鉛直上方へと延びる略矩形形状の第２の位置決め部材４８Ｅが取り付けられる。そして、第１の位置決め部材４８Ｄの車幅外方を向く外面、及び、第２の位置決め部材４８Ｅの車幅内方を向く内面には、還元剤タンク３６の車幅方向に位置する一対の側面を弾性挟持すべく、弾性部材４８Ｆが夫々貼り付けられる。
【００１９】
受け部材４８Ａの底板Ｃには、還元剤タンク３６の底面に螺合されたドレンプラグとの干渉を避ける逃げ穴４８Ｇが開設される。また、底板Ｃの上面には、側板Ｂの車幅外方に位置する端部を除いた部分に対応した箇所に厚さｔ1の弾性部材４８Ｈが貼り付けられると共に、側板Ｂの車幅外方に位置する端部に対応した箇所に厚さｔ2（ｔ2＞ｔ1）の弾性部材４８Ｉが貼り付けられる。なお、弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉは、第１の弾性部材の一例として挙げられる。
【００２０】
さらに、受け部材４８Ａの背板Ａには、底板Ｃに載置された還元剤タンク３６の車幅内方に位置する部分の上面の中間部を下方に向けて押えるべく、背板Ａの上端から車幅外方へと延びる略矩形形状の押下部材４８Ｊが取り付けられる。押下部材４８Ｊの下面には、底板Ｃの上面に貼り付けられた弾性部材４８Ｈと協働して還元剤タンク３６の上面及び下面を弾性挟持すべく、弾性部材４８Ｋ（第２の弾性部材）が貼り付けられる。ここで、押下部材４８Ｊは、受け部材４８Ａに対する還元剤タンク３６の設置性、弾性挟持及びバラツキ吸収などを目的として、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈの上面と押下部材４８Ｊに貼り付けられた弾性部材４８Ｋの下面との間隔ｈが還元剤タンク３６の高さＨよりも小さくなる位置に取り付けられる。なお、押下部材４８Ｊとしては、図示するような略矩形形状に限らず、例えば、先端が二股に分かれた二股形状であってもよい。
【００２１】
受け部材４８Ａの側板Ｂには、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｉの上方に位置する部分に、図４に示すように、ここに載置された還元剤タンク３６の車幅外方に位置する部分の上面を底板Ｃの方向に向けて押圧すべく、その上面に倣った略弓形形状を有するストラップ４８Ｌの両端を着脱可能に固定するための固定部材４８Ｍが取り付けられる。ここで、ストラップ４８Ｌは、固定部材４８Ｍに対する固定状態を調整可能なようになっている。ストラップ４８Ｌの内面には、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｉとの間で、還元剤タンク３６の上面及び下面を弾性挟持すべく、図示しない弾性部材（第３の弾性部材）が貼り付けられる。
【００２２】
なお、図３において符号４８Ｎで示す部材は、還元剤タンク３６のセンサから延びてるハーネスを固定するためのハーネス固定具である。また、背板Ａ、側板Ｂ及び底板Ｃには、取付装置４８の重量を軽減すると共に、側壁Ｂに易変形性を持たせるため、その強度を確保できる限りにおいて、重量軽減穴４８Ｏ及び外縁を適宜切り取った切欠き４８Ｐを形成してもよい。
【００２３】
かかる取付装置４８によれば、サイドレール４６の外側面に固定された受け部材４８Ａに還元剤タンク３６を載置するときには、図５（Ａ）に示すように、還元剤タンク３６を斜めにした状態で車幅外方から受け部材４８Ａに挿入する。このとき、背板Ａの押下部材４８Ｊに貼り付けられた弾性部材４８Ｋの下面と底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈとの間隔ｈが還元剤タンク３６の高さＨより小さいが、切欠き４８Ｂが形成されているため、還元剤タンク３６を斜めにすることで、受け部材３６Ａの奥まで還元剤タンク３６を容易に挿入することができる。すると、還元剤タンク３６及びここに貯蔵される尿素水溶液の重量により、図５（Ｂ）に示すように、背板Ａの押下部材４８Ｊの近傍を中心として、押下部材４８Ｊに貼り付けられた弾性部材４８Ｋ及び底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈを圧縮しつつ、還元剤タンク３６が水平になる方向に回転する。そして、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉの厚さが異なることから、図５（Ｃ）に示すように、還元剤タンク３６は、車幅外方が上位になった状態で、底板Ｃに着座する。
【００２４】
その後、受け部材４８Ａの固定部材４８Ｍにストラップ４８Ｌを固定すると、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉを圧縮しつつ、還元剤タンク３６の車幅外方に位置する部分が底板Ｃの方向に押圧されて固定される。この状態においては、図６に示すように、還元剤タンク３６は、主に、背板Ａの押下部材４８Ｊに貼り付けられた弾性部材４８Ｋの下面（Ａ点）、底板Ｂに貼り付けられた弾性部材４８Ｈの車幅内方に位置する上面（Ｂ点）、及び、ストラップ４８Ｌに貼り付けられた弾性部材の下面（Ｃ点）の３点を主として支持されることとなる。このとき、ストラップ４８Ｌは、斜めに設置された還元剤タンク３６が水平となるように、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉを圧縮するので、その反力を利用して、２本のストラップを使用して還元剤タンク３６を固定する従来技術と同等の固定強度を確保することができる。また、ストラップ４８Ｌは、車幅外方に位置する箇所で固定されるため、還元剤タンク３６の点検・整備などにおいてこれを容易に着脱することができる。さらに、受け部材４８Ａに対する還元剤タンク３６の固定強度は、１本のストラップ４８Ｌにより管理されるため、その管理作業を容易にすることもできる。
【００２５】
還元剤タンク３６の高さＨにバラツキがあった場合、受け部材４８Ａの底板Ｃに対する還元剤タンク３６の傾き角度が変化するが、ストラップ４８Ｌの固定状態を調整することで、これを吸収することができる。また、取付装置４８の永年使用などにより、ストラップ４８Ｌに貼り付けられた弾性部材、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉがへたって厚さが薄くなった場合にも、ストラップ４８Ｌの固定状態を再調整することで、受け部材４８Ａに対する還元剤タンク３６のガタを抑えることができる。この場合、底板Ｃに貼り付けられた弾性部材４８Ｈ及び４８Ｉの厚さを変えていることから、還元剤タンク３６の調整代をある程度確保しつつ、振動によるビビリやガタツキを抑えることができる。
【００２６】
さらに、車両前後方向の振動などがあった場合、従来技術では、図７（Ａ）に示すように、取付装置は平行四辺形に変形するため、ストラップの両端部に作用する応力が大きくなって、過酷な使用環境が長く続くと、ストラップに貼り付けられた弾性部材の異常磨耗が発生し、金属同士の長期に渡る接触で亀裂が発生するおそれがある。しかし、本実施形態では、図７（Ｂ）に示すように、取付装置は三角形の頂点を中心として円弧運動し、側板Ｂの中間部Ｄに易変形性を持たせて応力を緩和するため、ストラップに貼り付けられた弾性部材の磨耗、損傷を大幅に抑制することができる。
【００２７】
なお、本発明は、尿素ＳＣＲシステムにおける還元剤タンクに限らず、車両に搭載する各種タンクにも適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
３６  還元剤タンク
４６  サイドレール
４８  取付装置
４８Ａ  受け部材
４８Ｂ  切欠き
４８Ｃ  弾性部材
４８Ｈ  弾性部材
４８Ｉ  弾性部材
４８Ｊ  押下部材
４８Ｋ  弾性部材
４８Ｌ  ストラップ
Ａ  背板
Ｂ  側板
Ｃ  底板
【図１】
0005653294.tif 000002
【図２】
0005653294.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0005653294.tif 000006
【図６】
0005653294.tif 000007
【図７】
0005653294.tif 000008